低溫甲醇洗冷量損失原因及處理

周亮（寧夏石化化肥一廠 寧夏銀川市 750021）

前言

甲醇吸收是一種物理洗滌工藝，它是用相同的溶劑在低溫下，分一步或兩步從混合工藝氣體中除去CO2、H2S及其它不純物質.

一般采用六塔流程，可分為兩大區，即冷區和熱區：冷區有甲醇洗滌塔，CO2解吸塔，CO2閃蒸塔，H2S濃縮塔組成；熱區有甲醇再生塔，甲醇／水蒸餾塔組成。該裝置由于冷量損失問題造成系統負荷加不起來的情況時有發生，下面具體分析下冷量損失的原因以及對策。

一、冷量來源

低溫甲醇洗冷量有以下幾個方面構成:水冷器,循環冷卻水通過換熱器換熱提供冷量;氨冷器,利用低壓使液氨蒸發產生冷量;液氮洗裝置補充冷量,低溫液氮洗富余冷量返回低溫甲醇洗補充冷量;富甲醇解析CO2產生冷量。

二、裝置冷損原因分析

保冷效果差,寧夏地區夏季高溫時間要持續120天左右。從現場冷區裸露設備管線冰融化情況看。實際冷損情況十分嚴重。

換熱器的工作效率低，循環水冷卻器、氨冷器均存在換熱效率不高的情況。由于當地風沙較大大量泥沙進入循環水系統,循環水濁度較高使循環水換熱器結垢嚴重,總傳熱系數離設計值偏差大。由于氨壓機潤滑油帶入氨冷器現象存在,少量潤滑油隨液氨進入氨冷器,由于溫度低使潤滑油附著在 U形管外表面,從而增加了熱阻,降低了換熱效率。

甲醇循環量設置不當，當系統負荷一定時，系統所消耗的冷量基本不變。甲醇循環量越大，系統的溫度就會越高，這時要保證CO2的吸收只能提高氨冷器負荷降低系統溫度。同時，隨著甲醇量的增大，飽和度較低CO2解吸量會減少，大量CO2未解析就帶入熱區浪費冷量。

CO2解析產生冷量不足，CO2解吸產生的冷量是低溫甲醇洗冷量的主要來源。如果系統溫度控制過低會造成CO2在冷區未得到充分解析就將大量冷量帶入熱區，這樣不僅造成熱區負荷升高還會造成大量的冷量和CO2損失。

氣提氮使用不當造成冷量損失，投用氣提氮會打破塔內原有的氣液平衡建立新的氣液平衡，可以更好的解析甲醇中的CO2釋放更多的冷量。但如果投用過多會使大量的冷量隨氮氣放空，投用過少CO2得不到充分的解析帶入熱區造成冷量浪費。所以要根具實際生產要求合理設置氣提氮量。

低溫液氮洗補液氮管線不通，液氮直接補入甲醇洗系統由于液氮溫度達到-180攝氏度容易造成管線甲醇凍結不能有效補入冷量。使低溫液氮洗富余冷量造成浪費。

三、解決措施

1.更換修補跑冷嚴重部分的保冷材料。冷區甲醇洗滌塔、CO2解吸塔、甲醇冷卻器管線及換熱器跑冷嚴重的部分更換新型保冷材料。

2.對于風沙大換熱器結構等情況。可以對水冷器進行反沖將其中泥沙沖出以提高換熱效率，同時在循環水入口出口處加裝強制過濾裝置。另外，利用化學清洗等手段對甲醇冷卻器管程殼程污垢進行清理,在甲醇循環中加入過濾裝置降低濁度避免換熱器結垢堵塞。氨冷器帶油可根據潤滑油漏入量定期從底部導淋排油避免潤滑油大量堆積影響氨冷器換熱效率

3.CO2解析最大化。甲醇吸收CO2是一個放熱過程,而解吸CO2則是一個吸熱制冷過程,其吸收、解吸過程遵循亨利定律。可在滿足工藝生產的條件下盡量降低解析壓力使CO2更好的解析產生更多的冷量。控制甲醇循環量在微量不超標的情況下盡可能降低循環量以增加CO2飽和度使CO2充分解析。避免系統溫度過低適當的提高系統溫度不僅可以減少冷量使用還可以使CO2得到更好的解析減少冷量的浪費。

4.合理控制氣提氮量。雖然氣提量大可以使CO2得到很好的解析可是大量的氮氣也會與低溫甲醇換熱帶走大量冷量，造成冷量損失，同時浪費氮氣增加空分裝置負荷；若氣提氮量過小，CO2得不到進一步解析，冷量就不會完全釋放出來，帶著大量CO2甲醇被帶到甲醇熱再生系統中，這樣無形中提高了熱區的負荷。因此要選擇合適的氣提氮量。

5.充分利用低溫液氮洗富余冷量。針對低溫液氮洗管線易凍結現場可以對管線進行回溫處理確保管線暢通。

結論

在分析低溫甲醇洗冷量損耗是，應重點關注一下方面：甲醇循環的量、CO2的解析效果、氣提氮氣的量、循環甲醇品質以及系統跑冷損失。以上措施實施后,經過高溫季節生產操作檢驗,效果顯著。其中甲醇吸收負荷可維持在 95%以上，向外界提共合格的CO2產品氣,氨冷器壓縮機的負荷降低 5%。

[1]高鵬飛，高康，馬彥濤.低溫甲醇洗冷量不平衡的原因及對策[J].廣東化工，2013，05.

[2]汪家銘.低溫甲醇洗凈化工藝技術進展及應用概況[C].全國氣體凈化站2007論文集

[3]張海軍，趙晉，王強.低溫甲醇洗裝置冷量優化措施[J].大氮肥，2006，10.